研究課題
シリコン基板上へDNAオリガミ構造を形成する研究を行い、以下の成果を得た。１． 研究協力者であるRothemund教授（Caltech）が開発したCADプログラムcaDNAnoを用いてDNAオリガミの設計を行った。約7000塩基長のDNAオリガミを単位ブロックとして、その端部に設けた情報により2次元集積配列構造を形成した。２． caDNAnoから出力されたオリゴマーのリストを用いて長鎖DNAの合成を行い、留め金となる短いDNAと共にMgCl2バッファ溶液に入れて、PCR装置で自己組織的な反応を行った。遠心分離器で精製した後、Si基板上に配列させ、非接触AFM法で形状を観察したところ、ほぼ設計通りのDNAオリガミ構造を確認することが出来た。３． Si基板をUV照射下でオゾン処理することにより、表面構造を改質し、DNAタイル密度を1桁向上できることを明らかにした。試料の一部にDNAが凝集して不純物を形成する問題が観測されたが、UVオゾン処理により、これらの不純物も除去できることが分かった。UVオゾン処理の効果は、Si基板表面にOH基を形成して表面化学反応に対して活性化されたことによると考えられる。４． DNAオリガミ構造によるナノデバイス・回路の作製の準備として、2重結合量子ドット単電子デバイスを設計し、同様な構造を電子ビーム露光技術により作製して電気特性を測定した。サイドゲートの電位を制御することにより、量子ドット内の電子数およびドット間の結合状態を制御出来ることを明らかにした。電子ビーム露光技術による量子ドットの寸法は最小50nm程度で有り、電気特性の測定は4.2Kの低温が必要であったが、将来DNAオリガミ技術を用いて単電子デバイスを形成できれば、室温での動作も十分に可能であると考えられる。
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Japanese Journal of Applied Physics
巻: Vol.52 ページ: 04CJ01(4pages)
DOI:10.7567/JJAP.52.04CJ01
